2008GlauberFrandolozo

Texto

(1)Glauber Frandolozo. UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA Área de Concentração: Infraestrutura e Meio Ambiente. Evolução da irregularidade longitudinal em pavimentos flexíveis restaurados. Glauber Frandolozo. Evolução da irregularidade longitudinal em pavimentos flexíveis restaurados. Passo Fundo 2010.

(2) Glauber Frandolozo. Evolução da irregularidade longitudinal em pavimentos flexíveis restaurados. Orientador: Prof. Fernando José Pugliero Gonçalves, Dr.Eng.. Dissertação apresentada ao Programa de Pósgraduação em Engenharia na área de concentração em Meio Ambiente e Infraestrutura para obtenção do grau de Mestre em Engenharia na Universidade de Passo Fundo.. Passo Fundo 2010.

(3) Glauber Frandolozo. Evolução da irregularidade longitudinal em pavimentos flexíveis restaurados. Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação em Engenharia na área de concentração em Meio Ambiente e Infraestrutura para obtenção do grau de Mestre em Engenharia na Universidade de Passo Fundo.. Data de aprovação: Passo Fundo, 14 de novembro de 2008.. Os membros componentes da Banca Examinadora abaixo aprovam a Dissertação.. Prof. Fernando José Pugliero Gonçalves, Dr. Eng. Universidade de Passo Fundo Prof. Gilberto Fernandes, Dr. Eng. Universidade Federal de Ouro Preto-UFOP Prof. Aislan Buhler, Dr. Eng. Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA Prof. Juan Mascaró, Dr. Eng. Universidade de Passo Fundo-UPF. Passo Fundo 2010.

(4) Dedico esse trabalho ao meu irmão que hoje abençoa todos nós ao lado do Senhor..

(5) Agradeço a todas as pessoas que, direta ou indiretamente, ajudaram a realização desse trabalho, em especial minha família..

(6) Resumo. O presente trabalho investiga a evolução da irregularidade longitudinal em pavimentos flexíveis restaurados em diferentes situações de uso e revestimentos em rodovias que integram a malha sob concessão do consórcio Univias. Os dados analisados são resultados de campanhas periódicas de monitoramento e estão armazenados no banco de dados do Sistema de Gerência de Pavimentos - SGP, do consórcio, no período de 2003 a 2005. Foram selecionados seis trechos com extensão cinco quilômetros cada para a análise da evolução da irregularidade longitudinal ao longo do tempo em escala real. Na sequência, tal evolução, foi interpretada de modo comparativo com o acréscimo da irregularidade derivada da aplicação de modelos de previsão de desempenho desenvolvido por Paterson e Queiroz. Também, foi realizada uma investigação acerca do efeito de diferentes medidas de restauração na evolução da irregularidade longitudinal. Palavras-chaves: Irregularidade. Modelos de desempenho. Pavimentos..

(7) Abstract. The present work investigates the longitudinal irregularity evolution in restored flexible pavements in different situations of usage and coverings in highways that integrate the network under the concession of Univias consortium. The data analyzed are the results of periodical monitoring campaigns and are stored in the SGP (Pavements Management System) data base of the consortium, in the period of 2003 to 2005. Six sections were selected, measuring 5 kilometers each, in order to analyze the longitudinal irregularity evolution in a real-time scale. Subsequently, this evolution was interpreted in a comparative way with the irregularity decrease derived from the application of performance prediction models developed by Paterson and Queiroz. An investigation regarding the effects of different pavement restoration measures was also performed. Key-words: Irregularity. Models of performance. Pavements..

(8) LISTA DE FIGURAS. Figura 1 – Detalhe sensor ..................................................................................................................49 Figura 2 - Desenho esquemático do medidor a laser ..........................................................................50 Figura 3 - Perfilômetro Laser ............................................................................................................51 Figura 4 - Estrutura esquemática da Metodologia aplicada.................................................................59 Figura 5 – Malha sob concessão do Consórcio Univias. .....................................................................62 Figura 6 – Localização das Rodovias em estudo no Rio Grande do Sul. .............................................63 Figura 7 – Localização trechos 01/02/03/04 no polo Metropolitano. ..................................................65 Figura 8 – Localização trechos 05 e 06 no polo Sulvias. ...................................................................66 Figura 9 – Tela SGP Univias, parâmetros de entrada. ........................................................................67 Figura 10 – Detalhamento estrutura do pavimento - Trecho 01 ..........................................................72 Figura 11 - Detalhamento estrutura do pavimento - Trecho 02 ...........................................................72 Figura 12 - Detalhamento estrutura do pavimento - Trecho 03 ...........................................................73 Figura 13 - Detalhamento estrutura do pavimento - Trecho 04 ...........................................................73 Figura 14 - Detalhamento estrutura do pavimento - Trecho 05 ...........................................................73 Figura 15 - Detalhamento estrutura do pavimento - Trecho 06 ...........................................................74 Figura 16 - FWD KUAB ...................................................................................................................75 Figura 17 - Barra laser ......................................................................................................................76 Figura 18 – Representação esquemática da divisão dos segmentos.....................................................77 Figura 19 – Médias de QI entre as faixas de rolagem .........................................................................77 Figura 20 – Média de QI por km e trecho ..........................................................................................78 Figura 21 – Evolução Irregularidade longitudinal – Trecho 01 ...........................................................84 Figura 22 – Evolução Irregularidade longitudinal – Trecho 02 ...........................................................85 Figura 23 – Evolução Irregularidade longitudinal – Trecho 03 ...........................................................85 Figura 24 – Evolução Irregularidade longitudinal – Trecho 04 ...........................................................85 Figura 25 – Evolução Irregularidade longitudinal – Trecho 05 ...........................................................86 Figura 26 – Evolução Irregularidade longitudinal – Trecho 06 ...........................................................86 Figura 27 – Evolução Irregularidade longitudinal (Paterson, 1987) – Trecho 01 ................................89 Figura 28 – Evolução da Irregularidade longitudinal “Queiroz A”– Trecho 01 ...................................91 Figura 29 – Evolução da Irregularidade longitudinal “Queiroz B”– Trecho 01 ...................................92 Figura 30 – Evolução da Irregularidade longitudinal “Queiroz C”– Trecho 01 ...................................92 Figura 31 – QI após intervenção, trecho 01........................................................................................93 Figura 32 – Evolução do QI, para diferentes medidas de restauração. .............................................. 100 Figura 33 –QI versus percentual de redução. ................................................................................... 101 Figura 34 – Evolução do QI com Tratamento Superficial Duplo, Trecho 01..................................... 102 Figura 35 – Evolução da Lama Asfáltica, Trecho 01. ....................................................................... 102 Figura 36 – Evolução do Micro Concreto Asfáltico, Trecho 02. ....................................................... 103 Figura 37– Evolução das intervenções de Micro Concreto Asfáltico, Trecho 03.............................. 103 Figura 38 – Evolução do Micro Concreto Asfáltico, Trecho 05. ....................................................... 104 Figura 39 – Evolução de Micro Concreto Asfáltico, Trecho 06. ...................................................... 105.

(9) 8. Figura 40 – Evolução Irregularidade a campo em pavimentos sem intervenções. ............................. 107 Figura 41 – Evolução irregularidade, escala real e Paterson, 1987 – Trecho 02. ............................... 108 Figura 42 – Evolução irregularidade, escala real e Paterson, 1987 – Trecho 04. ............................... 108 Figura 43 – Evolução irregularidade, escala real e Paterson, 1987 – Trecho 06. ............................... 108 Figura 44 – Evolução da irregularidade longitudinal prevista e real – Trecho 01 .............................. 111 Figura 45 – Evolução da irregularidade longitudinal prevista e real – Trecho 02 .............................. 111 Figura 46 – Evolução da irregularidade longitudinal prevista e real – Trecho 03 .............................. 112 Figura 47– Evolução da irregularidade longitudinal prevista e real – Trecho 04 ............................... 112 Figura 47 – Evolução da irregularidade longitudinal prevista e real – Trecho 05 .............................. 113 Figura 49 – Evolução da irregularidade longitudinal prevista e real – Trecho 05 .............................. 113 Figura 50– QI antes da restauração, QI calculado e calculado e QI médio no trecho 03 .................... 114 Figura 51 – QI antes da restauração, QI calculado e calculado e QI médio no trecho 05 ................... 115 Figura 52 – QI antes da restauração, QI calculado e calculado e QI médio no trecho 01 ................... 115 Figura 53 – QI antes da restauração, QI calculado e calculado e QI médio no trecho 02 ................... 116 Figura 54 – QI antes da restauração, QI calculado e calculado e QI médio no trecho 04 ................... 116 Figura 55– QI antes da restauração, QI calculado e calculado e QI médio no trecho 06 .................... 116 Figura 01– Evolução IRI, trecho 01. ................................................................................................ 152 Figura 02 – Evolução IRI, trecho 02. ............................................................................................... 153 Figura 03 – Evolução IRI, trecho 03. ............................................................................................... 154 Figura 04 – Evolução IRI, trecho 04. ............................................................................................... 155 Figura 05 – Evolução IRI, trecho 05. ............................................................................................... 156 Figura 06 – Evolução IRI, trecho 06. ............................................................................................... 157 Figura 07 – Evolução QI, “Queiroz A” trecho 01............................................................................. 158 Figura 08 – Evolução QI, “Queiroz B” trecho 01. ............................................................................ 159 Figura 09 – Evolução QI, “Queiroz C” trecho 01. ............................................................................ 159 Figura 10 – Evolução QI, “Queiroz A” trecho 02............................................................................. 160 Figura 11 – Evolução QI, “Queiroz B” trecho 02. ............................................................................ 161 Figura 12 – Evolução QI, “Queiroz C” trecho 02. ............................................................................ 161 Figura 13 – Evolução QI, “Queiroz A” trecho 03............................................................................. 162 Figura 14 – Evolução QI, “Queiroz B” trecho 03. ............................................................................ 163 Figura 15 – Evolução QI, “Queiroz C” trecho 03. ............................................................................ 163 Figura 16 – Evolução QI, “Queiroz A” trecho 04............................................................................. 164 Figura 17 – Evolução QI, “Queiroz B” trecho 04. ............................................................................ 165 Figura 18 – Evolução QI, “Queiroz C” trecho 04. ............................................................................ 165 Figura 19 – Evolução QI, “Queiroz A” trecho 05............................................................................. 166 Figura 20 – Evolução QI, “Queiroz B” trecho 05. ............................................................................ 167 Figura 21 – Evolução QI, “Queiroz C” trecho 05. ............................................................................ 167 Figura 22 – Evolução QI, “Queiroz A” trecho 06............................................................................. 168 Figura 23 – Evolução QI, “Queiroz B” trecho 06. ............................................................................ 169 Figura 24 Evolução QI, “Queiroz C” trecho 06. ............................................................................... 169 Figura 25 – QI após intervenção, trecho 01...................................................................................... 170 Figura 26 – QI após intervenção, trecho 02...................................................................................... 171 Figura 27 – QI após intervenção, trecho 03...................................................................................... 171 Figura 28 – QI após intervenção, trecho 04...................................................................................... 172 Figura 29 – QI após intervenção, trecho 05...................................................................................... 172 Figura 30 – QI após intervenção, trecho 06...................................................................................... 173.

(10) LISTA DE TABELAS. Tabela 1 – Tabela 2 – Tabela 3 – Tabela 4 – Tabela 5 – Tabela 6 – Tabela 7 – Tabela 8 – Tabela 9 – Tabela 10 – Tabela 11 – Tabela 12 – Tabela 13 – Tabela 14 – Tabela 15 – Tabela 16 – Tabela 17 – Tabela 18 – Tabela 19 – Tabela 20 – Tabela 21 – Tabela 22 – Tabela 23 – Tabela 24 – Tabela 25 – Tabela 26 – Tabela 27 – Tabela 28 – Tabela 29 – Tabela 30 – Tabela 31 – Tabela 32 – Tabela 33 – Tabela 34 – Tabela 35 – Tabela 36 – Tabela 37 – Tabela 38 – Tabela 39 –. Vetor de estado quanto ao índice de serventia ...............................................................25 Classificação de métodos .............................................................................................48 Comparativo dos limites de avaliação pela irregularidade .............................................54 Parâmetros da qualidade de rolamento nos pavimentos .................................................54 Estrutura dos pavimentos .............................................................................................68 Detalhamento histórico de manutenção – Trecho 01 .....................................................72 Detalhamento histórico de manutenção – Trecho 02 .....................................................72 Detalhamento histórico de manutenção – Trecho 03 .....................................................73 Detalhamento histórico de manutenção – Trecho 04 .....................................................73 Detalhamento histórico de manutenção – Trecho 05 .................................................74 Detalhamento histórico de manutenção – Trecho 05 .................................................74 Planilha da leitura a campo gerada pelo equipamento barra laser ..............................76 Média por km/faixa ao longo do tempo media a campo – Trecho 01 .........................78 Detalhamento das Categorias de veículos .................................................................79 Composição dos eixos por categorias .......................................................................79 Fatores de veículos...................................................................................................80 Tráfego por praça de pedágio e Trechos ...................................................................80 Tráfego acumulado por praça de pedágio e Trechos .................................................80 Resumo dos parâmetros – Trecho 01 ........................................................................81 Resumo dos parâmetros – Trecho 02 ........................................................................82 Resumo dos parâmetros – Trecho 03 ........................................................................82 Resumo dos parâmetros – Trecho 04 ........................................................................83 Resumo dos parâmetros – Trecho 05 ........................................................................83 Resumo dos parâmetros – Trecho 06 ........................................................................84 Intervenções analisadas na pesquisa .........................................................................86 Número estrutural corrigido, Trecho 01 ....................................................................88 IRI Previsto Paterson (1987). ...................................................................................89 QI calculado, “Queiroz A” – Trecho 01 ....................................................................91 QI calculado, “Queiroz B” – Trecho 01 ....................................................................91 QI calculado, “Queiroz C” – Trecho 01 ....................................................................91 Resultado QI para o modelo. ....................................................................................93 Comportamento QI antes e depois, após intervenção, Trecho 01. ..............................95 Comportamento QI antes e depois, após intervenção, Trecho 02. ..............................96 Comportamento QI antes e depois, após intervenção, Trecho 03. ..............................97 Comportamento QI antes e depois, após intervenção, Trecho 04. ..............................98 Comportamento QI antes e depois, após intervenção, Trecho 05. ..............................98 Comportamento QI antes e depois, após intervenção, Trecho 06. ..............................99 Comparativo entre QIcampo e QIcalculado, nos trechos da pesquisa. ..................... 114 Relação entre QI campo dividido por QI calculado - Paterson ................................ 117.

(11) 10. Tabela 40 – Tabela 41 – Tabela 42 – Tabela 43 – Tabela 44 – Tabela 45 – Tabela 46 – Tabela 47 – Tabela 48 – Tabela 49 – Tabela 50 – Tabela 51 – Tabela 52 – Tabela 53 – Tabela 54 – Tabela 55 – Tabela 56 – Tabela 57 – Tabela 58 – Tabela 59 – Tabela 60 – Tabela 61 – Tabela 62 – Tabela 63 – Tabela 64 – Tabela 65 – Tabela 66 – Tabela 67 – Tabela 68 – Tabela 69 – Tabela 70 – Tabela 71 – Tabela 72 – Tabela 73 – Tabela 74 – Tabela 75 – Tabela 76 – Tabela 77 – Tabela 78 –. Relação entre QI campo dividido por QI calculado – Queiroz “A” ......................... 117 Relação entre QI campo dividido por QI calculado – Queiroz “B” .......................... 118 Relação entre QI campo dividido por QI calculado – Queiroz “C” .......................... 118 Cálculo SNC, trecho 01.......................................................................................... 152 Cálculo IRI, conforme Paterson (1987). ................................................................. 152 Cálculo SNC, trecho 02.......................................................................................... 153 Cálculo IRI, conforme Paterson (1987). ................................................................. 153 Cálculo SNC, trecho 03.......................................................................................... 154 Cálculo IRI, conforme Paterson (1987). ................................................................. 154 Cálculo SNC, trecho 04.......................................................................................... 155 Cálculo IRI, conforme Paterson (1987). ................................................................. 155 Cálculo SNC, trecho 05.......................................................................................... 156 Cálculo IRI, conforme Paterson (1987). ................................................................. 156 Cálculo SNC, trecho 06.......................................................................................... 157 Cálculo IRI, conforme Paterson (1987). ................................................................. 157 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 158 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 158 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 159 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 160 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 160 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 161 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 162 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 162 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 163 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 164 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 164 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 165 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 166 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 166 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 167 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 168 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 168 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 169 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 170 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 170 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 171 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 172 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 172 Resultado QI para o modelo. .................................................................................. 173.

(12) LISTA DE QUADROS. Quadro 01 – Valores de IGG...........................................................................................................................42 Quadro 02 – Calendário das intervenções e monitoramento no Trecho 01. ........................................................95 Quadro 03 – Calendário das intervenções e monitoramento no Trecho 02. ........................................................96 Quadro 04– Calendário das intervenções e monitoramento no Trecho 03. .........................................................97 Quadro 05– Calendário das intervenções e monitoramento no Trecho 04. .........................................................97 Quadro 06– Calendário das intervenções e monitoramento no trecho 05. ..........................................................98 Quadro 07– Calendário das intervenções e monitoramento no Trecho 06. .........................................................99 Quadro 08 – Comparativo entre as equações de evolução do QI...................................................................... 105 Quadro 09 – Parâmetros para análise da evolução da irregularidade. ............................................................... 106 Quadro 10 - Evolução da irregularidade longitudinal em pavimentos sem intervenções ................................... 107 Quadro 11 – Irregularidade (QI), ao longo do tempo previsto e no campo. ...................................................... 110.

(13) SUMÁRIO. 1 INTRODUÇÃO ..........................................................................................................................................15 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...................................................................................................................18. 2. 1 Desempenho de Pavimentos ...................................................................................... 18 2.2 Gerência de Pavimentos ............................................................................................. 18 2.3 Sistemas de Gerência de Pavimentos .......................................................................... 20 2.4 Modelos de previsão de desempenho .......................................................................... 20 2.4.1 Tipos de modelos .................................................................................................... 20 2.4.1.1 Modelos determinísticos ....................................................................................... 22 2.4.1.1.1 Modelos de desempenho estrutural .................................................................... 22 2.4.1.1.2 Modelos de desempenho funcional .................................................................... 22 2.4.1.1.3 Modelos de degradação...................................................................................... 23 2.4.1.2 Modelos probabilísticos ........................................................................................ 24 2.4.1.2.1 Curvas de sobrevivência .................................................................................... 24 2.4.1.2.2 Modelos markovianos ........................................................................................ 24 2.4.1.2.3 Modelos Semi-Markovianos .............................................................................. 25 2.4.1.2.4 Modelos empíricos ............................................................................................ 25 2.4.1.2.5 Modelos mecanístico-empírico .......................................................................... 26 2.4.2 Modelos de evolução de irregularidade .................................................................... 27 2.4.2.1 Yschiba (2003) ..................................................................................................... 27 2.4.2.2 Queiroz (1981) ..................................................................................................... 28 2.4.2.3 Modelo empírico .................................................................................................. 29 2.4.2.4 Modelo empírico-mecanístico ............................................................................... 31 2.4.3 Marcon (1996)......................................................................................................... 33 2.4.4 DNER-PRO 159/85 (DNER, 1985) ......................................................................... 35 2.4.5 Paterson (1987) ....................................................................................................... 36 2.4.6 Avaliação / monitoramento de pavimentos .............................................................. 40 2.4.6.1 Avaliação do pavimento ....................................................................................... 40 2.4.6.2 Condição Funcional .............................................................................................. 40 2.4.6.3 Condição da Superfície ......................................................................................... 40 2.4.6.3.1 Índice de condição de superfície ........................................................................ 41.

(14) 13. 2.4.6.3.2 Índice de gravidade global (IGG) ....................................................................... 41 2.4.6.4 Deterioração da superfície .................................................................................... 42 2.4.6.5 Condição estrutural ............................................................................................... 42 2.6.7 Índice de qualidade dos pavimentos asfálticos ......................................................... 43 2.6.7.1 Valor da Serventia Atual (VSA) ........................................................................... 43 2.6.7.2 Índice Internacional de Irregularidade ................................................................... 43 2.6.7.2.1 Medidores de irregularidade .............................................................................. 47 2.6.7.2.2 Bump integrator ................................................................................................. 48 2.6.7.2.3 Perfilômetro a laser (barra laser) ........................................................................ 50 2.6.8 Índice de irregularidade internacional – IRI ............................................................. 51 2.6.8.1 Relação entre Irregularidade ................................................................................. 54 2.6.9 Processo de degradação dos pavimentos .................................................................. 55 2.6.10 Fatores que influenciam o desempenho dos pavimentos ......................................... 56 2.6.10.1 Fatores climáticos ............................................................................................... 56 2.6.10.2 Carregamento ..................................................................................................... 57 3 METODOLOGIA.......................................................................................................................................59 4. EVOLUÇÃO DA IRREGULARIDADE LONGITUDINAL EM ESCALA REAL E APLICAÇÃO DE MODELOS DE DESEMPENHO ..................................................................................................................62. 4.1 Seleção dos trechos .................................................................................................... 63 4.2 Localização dos trechos .............................................................................................. 64 4.3 Levantamentos dos parâmetros ................................................................................... 66 4.3.1 Estrutura dos pavimentos ......................................................................................... 67 4.3.2 Histórico de Manutenção dos Pavimentos ................................................................ 68 4.3.2.1 Tratamento Superficial ......................................................................................... 68 4.3.2.2 Lama Asfáltica ..................................................................................................... 69 4.3.2.3 Microrrevestimento Asfáltico ............................................................................... 70 4.3.2.4 Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ)................................................. 70 4.3.3 Deflexões ................................................................................................................ 74 4.4 Tratamento dos dados ................................................................................................. 75 4.4.1 Tratamento dos dados de irregularidade ................................................................... 76 4.4.2 Tratamento dos dados de Tráfego ............................................................................ 78 4.5 Resumo dos parâmetros .............................................................................................. 81 4.6 Seleção dos modelos .................................................................................................. 87 4.7 Aplicação dos modelos ............................................................................................... 87.

(15) 14. 4.7.1 Paterson (1987) ....................................................................................................... 88 4.7.2 Queiroz (1981) ........................................................................................................ 89 4.7.3 DNER – PRO 159/85 (DNER,1985) ........................................................................ 92 5 ANÁLISE DA EVOLUÇÃO DA IRREGULARIDADE LONGITUDINAL .............................................94. 5.1 Evolução da Irregularidade logo após a intervenção (campo) ...................................... 94 5.2 Evolução da Irregularidade ao longo do tempo (campo) ........................................... 101 5.3 Evolução Irregularidade sem intervenção ................................................................. 105 5.4 Comparativo entre os modelos de previsão de irregularidade longitudinal com os dados coletados no campo. ....................................................................................................... 109 5.4.1 Evolução da irregularidade longitudinal ao longo do tempo. .................................. 109 6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ................................................................................................ 119 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................................... 121 ANEXO I ..................................................................................................................................................... 124 ANEXO II .................................................................................................................................................... 131 ANEXO III .................................................................................................................................................. 151 ANEXO VI................................................................................................................................................... 174.

(16) 15. 1 INTRODUÇÃO. Nos dias atuais, torna-se cada vez mais importante a análise funcional e estrutural dos pavimentos. Em nosso meio, em vista das restrições orçamentárias presentes, torna-se indispensável a utilização de ferramentas que auxiliam no processo decisório relativo ao tipo de medida de restauração a ser adotada num dado momento na vida de serviço dos pavimentos. Nesse contexto, cada vez mais pesquisas têm sido propostas no sentido de contribuição ao entendimento acerca do desempenho a ser oferecido por diferentes soluções em projetos de restauração de pavimentos. No presente estudo, foi investigada a evolução da irregularidade longitudinal em trechos com revestimentos, estruturas e tráfego distintos. O conhecimento da irregularidade de um pavimento qualquer a ser restaurado é um dos fatores determinantes à alternativa de projeto mais adequada para a recuperação dos quesitos de conforto e da estrutura. Neste processo, aplicando-se modelos de previsão de evolução da irregularidade longitudinal do pavimento em uma determinada data, pode-se estimar a qualidade de rolamento deste pavimento no futuro e novas necessidades de restauração (BOTTURA, 1998). A irregularidade de um pavimento é de certa maneira um conceito familiar a todos os seus usuários, tanto que a suavidade no rolamento já há muito tempo é considerado um critério importante na aceitação de um pavimento. Segundo Haas e Hudson (1978), referemse à irregularidade como “a distorção da superfície do pavimento o qual contribui para um rolamento indesejável ou desconfortável”. A irregularidade afeta a dinâmica dos veículos e por isso tem um impacto importante em seu custo operacional, na segurança, no conforto e na velocidade do deslocamento. Além disso, a irregularidade também aumenta as cargas dinâmicas aplicadas pelos veículos no pavimento, acelerando sua deterioração estrutural e, por fim, pode ainda prejudicar a drenagem superficial o que tende a aumentar ainda mais seus impactos negativos, segundo Paterson (1987). Aplicar modelos de desempenho, que relatam as condições de degradação observadas a campo em termos da evolução de parâmetros fundamentais, tais como: queda da serventia, evolução do trincamento, evolução da ocorrência de afundamentos em trilhas de roda e principalmente a irregularidade do pavimento são fundamentais para o comparativo entre o campo e os modelos..

(17) 16. Quanto aos modelos de previsão de desempenho, inicialmente, foram propostos equações desenvolvidas a partir de ensaio laboratoriais e investigados fatores para adaptação às condições reais a campo. Tais procedimentos mostraram-se que não são inaplicáveis, uma vez que apresentaram grande dispersão e resultados completamente inconfiáveis. Numa segunda etapa do desenvolvimento e aplicações, com base na observação do comportamento do pavimento em serviço, foram sugeridos os modelos do tipo mecanístico empíricos. Os modelos de desempenho propostos, na sua maioria, não refletem o comportamento dos pavimentos em campo. Pois, o desempenho de um pavimento é influenciado por diversos fatores, que variam conforme as condições de uso do pavimento, relatado por Gonçalves (1998), são eles: 9. O número e a magnitude das cargas do tráfego;. 9. As propriedades dos materiais e componentes das camadas e a sua heterogeneidade ao longo do tempo, a natureza do solo de subleito;. 9. A frequência e as práticas de manutenção aplicadas ao longo do tempo;. 9. Condições de drenagem e aspectos ambientais.. Apesar da grande quantidade de modelos de previsão disponíveis, alguns são de aplicabilidade limitada e sofrem de erros estatísticos ou foram estimados por métodos inadequados (PROZZI, 2001). Utilizar dados experimentais confiáveis para a calibração de previsões teóricas de modelos de previsão de desempenho e modelar adequadamente a influência das variáveis na degradação de um pavimento, para conseguir descrever com maior perfeição o desempenho de um pavimento ao longo de sua vida de serviço é, sem dúvidas, um dos maiores “gargalos” tecnológicos atuais, conforme Esse (2003). A partir da década de 50, a preocupação com a otimização da manutenção dos pavimentos já construídos motivou a elaboração de estudos, principalmente nos países mais desenvolvidos, voltados à gerência de pavimentos, que de forma simples, pode ser entendida como um sistema de auxílio à tomada de decisão que contempla um conjunto de modelos de desempenho que, aplicados sobre determinados dados característicos dos pavimentos, otimiza os investimentos de manutenção. Em se tratando de gerência de pavimentos, é importante ressaltar que normalmente a variável mais importante neste tipo de sistema é justamente a medida da irregularidade longitudinal, segundo Barella (1997). Neste contexto, o objetivo geral do presente trabalho é identificar a Evolução da Irregularidade Longitudinal em pavimentos flexível restaurados. Os objetivo específicos são: 9. Selecionar os modelos de desempenho a serem aplicados em situação reais (com.

(18) 17. base em estudos anteriores); 9. Definir os trechos a serem analisados;. 9. Coletar e analisar os dados (monitoramento) disponíveis nos últimos anos;. 9. Aplicar os modelos de desempenho em trechos de rodovias brasileiras;. 9. Identificar o modelo que mais se aproximou da realidade a campo;. 9. Equacionar a evolução da irregularidade ao longo do tempo.. Esta dissertação está estruturada da seguinte forma: No Capítulo I, apresenta-se a justificativa da pesquisa, bem como o problema da pesquisa além dos objetivos de forma geral e específica. O Capítulo II apresenta a revisão bibliográfica que serviu de base para o desenvolvimento do trabalho. Destacam-se os seguintes assuntos: Desempenho de pavimentos, Gerência de Pavimentos, Sistema de Gerência de Pavimentos, Modelos de previsão de desempenho, Avaliação e Monitoramento de Pavimentos, Parâmetros (Irregularidade, Afundamento trilha de Roda, Deflexão, Serventia). No Capítulo III, apresenta-se a metodologia desenvolvida para a busca dos objetivos propostos. Faz-se o detalhamento de trechos selecionados no campo e da escolha dos modelos de desempenho. No Capítulo IV, são apresentados os resultados das investigações realizadas, a seleção dos modelos, identificação dos trechos, aplicação dos modelos e equações da evolução da irregularidade no campo. No Capítulo V, faz-se a análise dos resultados principais, tais como: a evolução da irregularidade ao longo do tempo, evolução da Irregularidade após intervenções de restauração e Equações da evolução da irregularidade ao longo do tempo sem intervenção. No Capítulo VI, são discutidos as conclusões e apresentadas recomendações para pesquisa futuras..

(19) 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA. 2.1 Desempenho de pavimentos. Desempenho é um termo genérico que é utilizado para designar como os pavimentos mudam de condição ou perdem sua função com o uso e o decorrer do tempo. A sua definição exata varia com o nível de gerência em que é utilizado (rede ou projeto). A importância de se prever, da forma mais exata possível, a degradação futura de um pavimento é essencialmente econômica (RODRIGUES, 1997). Segundo Gonçalves (1998), entende-se por desempenho de um pavimento o grau com que o mesmo atende as funções que lhe são impostas ao longo de sua vida de serviço. De acordo Rodrigues (1997), desempenho de um pavimento apresenta diferenças quando analisado em nível de rede ou em nível de projeto. Também é preciso levar em conta a esfera em que a malha viária está envolvida, ou seja, municipal, estadual ou federal. Na fase de projeto, o desempenho é definido pelas condições oferecidas pelo pavimento em termos da presença e da severidade de mecanismos de deterioração eleitos a priori (ex.: trincamento por fadiga, deformações plásticas, serventia do pavimento e condições de atrito).. 2.2 Gerência de pavimentos. A gerência de pavimentos constitui atualmente em importante ferramenta do administrador para traçar a forma mais eficaz da aplicação dos recursos públicos disponíveis nas vias que necessitam de recuperação em diversos níveis de intervenção, de forma a responder às necessidades dos usuários dentro de um plano estratégico que garanta o alcance de um maior número de vias recuperadas. Engloba todo o planejamento, como construção, conservação, reconstrução e operação de uma via, tendo como suporte informações e dados coletados durante o desenvolvimento dessas etapas e avaliações do pavimento. Segundo Marcon (2003), os principais objetivos de uma gerência são: 9. Organizar um banco de dados para armazenar informações sobre os.

(20) 19. pavimentos; 9. Avaliar os dados existentes, visando determinar o desempenho dos pavimentos construídos;. 9. Programar as atividades de conservação e restauração, otimizando a aplicação dos recursos disponíveis;. 9. Estabelecer atividades de pesquisa para aperfeiçoar as técnicas empregadas ou a utilização de novos materiais.. Segundo Junior et al. (1996), para a implantação de um sistema de gerenciamento de pavimentos são necessários três fatores principais: 9. Dados confiáveis, modelos realísticos para o processamento de dados;. 9. Programas amigáveis para a organização de dados;. 9. Apresentação dos resultados.. De acordo com Haas et al. (1994), a gerência de pavimentos é um processo que abrange todas as atividades envolvidas com o propósito de fornecer e manter pavimentos em um nível adequado de serviço. Envolve desde a obtenção inicial de informações para o planejamento e elaboração de orçamento até a monitorização periódica do pavimento em serviço, passando pelo projeto e construção do pavimento e sua manutenção e reabilitação ao longo do tempo. Fernandes Jr. et al. (2001) cita que a gerência de pavimentos em nível de rede trabalha com informações resumidas, relacionadas a toda malha viária, utilizadas para a tomada de decisões essencialmente administrativas (planejamento, programação e orçamento). Já a gerência de pavimentos em nível de projeto envolve dimensionamento, construção, manutenção e reabilitação, utilizando informações técnicas detalhadas, relacionadas às seções específicas dos pavimentos. Para se gerenciar um pavimento é preciso conhecer a seu respeito, além é claro, de estruturar um sistema organizacional e decisório eficaz. Conhecer a respeito do pavimento de determinada rodovia significa formar um banco de dados com aquelas informações que sintetizem da melhor maneira possível todas as suas características importantes, tanto no âmbito estrutural, quanto no âmbito funcional (SEVERO, 2004)..

(21) 20. 2.3 Sistemas de gerência de pavimentos. Um Sistema de Gerência de Pavimentos deve fornecer um método sistemático e consistente para selecionar necessidades e prioridades de manutenção e reabilitação e determinar o tempo ótimo de intervenção através da previsão da condição futura do pavimento. Os modelos de previsão de desempenho dos pavimentos são essenciais para um completo SGP (SHAHIN, 1994).. 2.4 Modelos de previsão de desempenho. Um pavimento tem como finalidade proporcionar aos usuários uma condição de superfície (rolamento) que permita com diferentes tráfegos, a segurança e conforto, durante todo o período de projeto. Os pavimentos mudam de condições com o decorrer do tempo e do uso, assim o termo genérico desempenho é utilizado para designar a condição que o pavimento se encontra ao longo de sua vida de serviço. Segundo ASSHTO (1990), o desempenho de um pavimento é a capacidade deste de atender seus objetivos ao longo do tempo. Para Gonçalves (1998), modelos de previsão de desempenho são funções que relacionam as características do pavimento e suas condições atuais (estruturais, funcionais e de degradação superficial) à evolução com o tempo dos defeitos de superfície ou do nível de serventia, sob dadas condições climáticas e de tráfego a que o pavimento está submetido.. 2.4.1 Tipos de modelos. Segundo Gonçalves (1998), os modelos de previsão de desempenho podem ser de dois tipos: determinísticos e probabilísticos. Modelos determinísticos prevêem um único número para a vida de serviço do pavimento ou para o grau de deterioração. Já os modelos probabilísticos incluem análise de distribuição de probabilidade. São utilizados preferencialmente em nível de rede, devido às maiores incertezas associadas a esse nível..

(22) 21. De acordo com o mesmo autor, os modelos estabelecidos a partir de respostas fundamentais fornecidas pelo pavimento permitem a previsão das principais respostas a serem oferecidas pelo pavimento quando da sua solicitação pelas cargas do tráfego e pelas condições climáticas, tais como: deflexões, tensões, deformações, tensões térmicas, teor de umidade e temperatura. Esses modelos podem ser do tipo empírico, mecanístico ou mecanístico-empírico (modelos calibrados com dados observados no campo). Conforme Rodrigues (1997), os modelos de previsão hoje disponíveis refletem as limitações na compreensão do modo como os pavimentos se comportam em relação àquelas características que controlam seu desempenho. Estas mesmas limitações têm um forte impacto na qualidade dos métodos de projeto disponíveis, na medida em que qualquer método de projeto depende implicitamente dos modelos para o pavimento que foram utilizados para o seu desenvolvimento. Uma grande massa de informações relativas a materiais, projeto, construção, efeitos do tráfego, efeitos climáticos e ambientais, e mesmo modelos de previsão de desempenho foi gerada nas últimas décadas. Os modelos de desempenho podem ser agrupados em quatro classes, conforme a classificação proposta por Haas et al. (1994). 1. Puramente mecanísticos: modelos baseados em parâmetros de respostas estruturais, tais como: tensão, deformação ou deflexão do pavimento; 2. Empírico-mecanísticos: que utilizam respostas estruturais, mas que são relacionadas com a deterioração funcional ou estrutural através de equações de regressão; 3. Empíricos ou de regressão: modelos em que as variáveis dependentes, relativas à deterioração funcional ou estrutural, são relacionadas a uma ou mais variáveis independentes, como suporte do subleito, aplicações de carga por eixo, propriedades e espessuras das camadas do pavimento, fatores ambientais e suas interações; 4. Subjetivo: modelos em que a experiência de engenheiros é formalizada através de processos de transição, como, por exemplo, o processo de Markov, que permite a obtenção de modelos de desempenho mesmo sem série histórica de dados. Muitas técnicas são utilizadas para o desenvolvimento de modelos de previsão de desempenho, entre elas pode-se citar extrapolação em linha reta, regressão.

(23) 22. (empírico), empírico-mecanístico, polinômio com mínimos quadrados, distribuição de probabilidade e Markoviana. Shahin (1994) afirma que o grau de acurado necessário para um modelo de previsão de desempenho depende da função na qual ele será empregado. Por exemplo, modelos de desempenho utilizados em análises em nível de projeto necessitam maior acurada do que aqueles que serão empregados em análises em nível de rede.. 2.4.1.1 Modelos determinísticos. Os modelos determinísticos podem ser dos seguintes tipos: modelos de desempenho estrutural, modelos de desempenho funcional e modelos de degradação.. 2.4.1.1.1 Modelos de desempenho estrutural. Prevêem o surgimento e a propagação de defeitos de natureza estrutural, ou seja, defeitos que são produzidos pela repetição das cargas do tráfego. Alguns modelos prevêem defeitos individuais, enquanto outros prevêem índices compostos, como o Structural Condition Index (SCI), uma derivação do PCI do sistema PAVER que considera apenas os defeitos de natureza estrutural (RODRIGUES, 1997).. 2.4.1.1.2 Modelos de desempenho funcional. Prevêem a queda de um índice de serventia (como o PSI) ou do coeficiente de atrito da superfície com o tempo, ou seja, envolvem parâmetros indicadores do nível de serviço ou da função dos pavimentos (conforto ao rolamento, segurança) (RODRIGUES, 1997)..

(24) 23. 2.4.1.1.3 Modelos de degradação. Tais modelos, segundo Rodrigues (1997), são derivados de um dos dois tipos anteriores (estruturais ou funcionais) e utilizam uma Função de Degradação (g), que é um indicador normalizado de defeitos ou de queda de índice de serventia. A degradação começa em zero e se toma igual a 1,0 quando um nível inaceitável de defeitos ou de serventia é atingido. Como exemplo, tem-se a equação de degradação desenvolvida na AASHO Road Test:. PSI 0 PSI PSI 0 PSI t. g. ªW º «U» ¬ ¼. E. (1). Onde: W = número acumulado de passagens de uma carga de eixo; ρ, E = constantes, que dependem da estrutura do pavimento, da rigidez do subleito, da magnitude da carga de eixo atuante e do clima; PSIo = índice de serventia inicial (pavimento novo); PSlt = índice de serventia final (pavimento que deve ser restaurado). Outros tipos de função de degradação podem ser definidos, utilizando-se a área (a) ou a severidade (s) de um certo tipo de defeito, dividindo-os pelo número máximo aceitável para esses parâmetros:. g. a at. g. S St. (2). A grande aplicação dos modelos de degradação se dá na derivação de fatores de equivalência de cargas, os quais afetam a alocação de custos e de tarifas entre os diferentes setores envolvidos no transporte rodoviário..

(25) 24. 2.4.1.2 Modelos probabilísticos. 2.4.1.2.1 Curvas de sobrevivência. Segundo Rodrigues (1997), as curvas de sobrevivência são utilizadas para a alocação de recursos em nível de rede, podendo ser desenvolvidas a partir do histórico de manutenção dos pavimentos da rede. Uma curva de sobrevivência é um gráfico de probabilidade versus tempo e representa a percentagem de pavimentos que permanecem em serviço após um certo número de anos (ou de passagens de um eixo padrão) sem requererem um grande investimento em conservação ou sem necessitarem ser restaurados.. 2.4.1.2.2 Modelos markovianos Os modelos markovianos utilizam a chamada “matriz de transição”, que expressa a probabilidade de que um grupo de pavimentos com idades semelhantes e sujeitos aos mesmos níveis de tráfego passe de um estado de degradação ou índice de serventia para outro, dentro de um período de tempo especificado. Admite-se ser este um processo estacionário, ou seja, um processo onde a probabilidade de mudança de um estado a outro seja independente do tempo. Dentro de um horizonte de tempo para um planejamento orçamentário em nível de rede esta hipótese não é, contudo, válida para a maioria dos pavimentos. Uma “condição” para o pavimento, em qualquer instante de tempo, é descrita pelas probabilidades de que o pavimento se encontre em cada um dos estados, em número finito, que forem definidos, como exemplificado na Tabela 1. Este tipo de processo pode ser capaz de simular confiavelmente o desempenho global de uma rede de pavimentos de tipos similares em condições semelhantes de clima e de tráfego (RODRIGUES, 1997)..

(26) 25 Tabela 1 - Vetor de estado quanto ao índice de serventia. Estado 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10. PSI 5,0 - 4,5 4,4 - 4,0 3,9 - 3,5 3,4 - 3,0 2,9 - 2,5 2,4 - 2,0 1,9 - 1,5 1,4 - 1,0 0,9 - 0,5 0,4 - 0,0. Soma =. Probabilidades 0 0 0,05 0,10 0,20 0,20 0,15 0,15 0,10 0,05 1,00. 2.4.1.2.3 Modelos semimarkovianos. Os modelos semimarkovianos são idênticos aos modelos markovianos, com a diferença de que se considera que o processo seja estacionário apenas durante incrementos de tempo. A simulação se torna, assim, mais realística, uma vez que se reconhece que a condição do pavimento e as condições mutáveis de clima e de tráfego causam uma alteração no processo de transição (RODRIGUES, 1997).. 2.4.1.2.4 Modelos empíricos. Resultam da observação do desempenho de rodovias em serviço, e são funções de alguns poucos parâmetros ou índices que procuram caracterizar a estrutura do pavimento, o tráfego e o clima. Uma abordagem puramente empírica para previsão do desempenho de pavimentos é baseada em observações de desempenho sem considerar (satisfazer), teoricamente, as contribuições dos vários fatores. Por outro lado, uma abordagem puramente mecanística define matematicamente os fatores individuais específicos concluindo acerca do momento preciso e o modo principal de deterioração. Abordagens empíricas estão restritas às condições para as quais foram desenvolvidas e qualquer extrapolação desses limites podem resultar em interpretações grosseiras. Modelos analíticos e numéricos são usualmente confinados a problemas específicos,.

(27) 26. como as respostas das cargas ou temperatura, e combinações desses modelos para explicar completamente o comportamento de um pavimento tornam-se impossibilitadas. Uma forma para resolver essas diferenças é a realização de experimentos em escala real, onde seções de pavimentos são devidamente instrumentadas com o propósito de se obter parâmetros e respostas em pontos críticos da estrutura. Portanto, a finalidade principal da instrumentação de seções de pavimentos in situ é a de se buscar condições que possibilitem explicar racionalmente o desempenho dos mesmos (GONÇALVES, 1998). De acordo com o mesmo autor, embora os modelos empíricos sejam de utilização bem mais simples que os mecanístico-empíricos, estes últimos tendem a ser mais confiáveis, especialmente quando se trata de aplicá-los a condições de clima, tráfego e materiais de construção diferentes ou fora das faixas referentes aos trechos experimentais em que foram calibrados. Além disso, os modelos empíricos nada informam sobre a evolução dos defeitos no pavimento ao longo do tempo e, na maioria dos casos, não indicam quais será a condição do pavimento ao final do período de projeto. Estas deficiências não existem, de modo geral, nos modelos mecanísticoempíricos. Os modelos de previsão empíricos sempre tiveram um papel predominante nas aplicações práticas, uma vez que o comportamento em longo prazo dos materiais tratados e naturais em uma rodovia sujeita à ação do tráfego e do clima é influenciado por um grande número de fatores, que agem e interagem entre si de forma complexa e altamente variável. Além disso, os critérios para se definir o que é um desempenho aceitável envolvem limites determinados subjetivamente sobre a qualidade do conforto ao rolamento e sobre outros modos de degradação (RODRIGUES, 1997).. 2.4.1.2.5 Modelos mecanístico-empírico. Segundo Gonçalves (1998), os modelos mecanísticos-empíricos são constituídos por um modelo teórico que procura explicar ou prever a deterioração da estrutura sob a repetição das cargas do tráfego. Modelo este baseado no comportamento mecânico dos materiais das camadas e da própria estrutura sob a ação das cargas dinâmicas dos veículos em movimento, e por Funções de Transferência, que calibram o modelo teórico de modo a que este reproduza o desempenho real de pavimentos em serviço. A calibração é responsável por incluir no modelo final fatores que não puderam ser.

(28) 27. considerados pelo modelo mecanístico. É comum, no entanto, na grande maioria dos modelos mecanístico-empíricos existentes, que a teoria de degradação adotada seja precária ou muito inconsistente, o que tem levado a dificuldades na calibração experimental, quando se obtém fatores de calibração exageradamente variados. Rodrigues (1997) observa que os modelos mecanístico-empíricos surgiram para se aumentar a eficiência estrutural dos pavimentos e para se extrapolar o projeto a magnitudes de carregamento e para tipos de materiais que estão fora do escopo dos dados de campo disponíveis acerca do desempenho de pavimentos rodoviários em serviço. Esses modelos requerem, contudo, um embasamento teórico e experimental consistente, além de uma calibração empírica para as condições reais de campo. Eles encontram, além disso, dificuldades na previsão da irregularidade longitudinal e da desintegração superficial, aspectos estes determinantes das necessidades de manutenção.. 2.4.2 Modelos de evolução de irregularidade. Na sequência estão apresentados alguns modelos derivados de pesquisa realizada no sentido de estimar o desempenho dos pavimentos em termos da condição de conforto ao rolamento.. 2.4.2.1 Yschiba (2003). Desenvolveu modelos estatísticos que representam os efeitos dos fatores idade, tráfego e número estrutural sobre o desempenho de pavimentos, quantificados tanto em termos de irregularidade longitudinal (lRI, em m/Km), como em termos estruturais (deflexão determinada com a viga Benkelman). Para o desenvolvimento dos modelos foram utilizados dados históricos de avaliações da condição da malha rodoviária do estado do Paraná, realizadas em 1995 e 1998. As seções inventariadas foram agrupadas em uma matriz fatorial, com o objetivo de identificar os fatores e interações que possuam efeito significativo sobre os parâmetros de desempenho dos pavimentos. O estabelecimento das equações de regressão se deu através da análise de variância (ANOVA)..

(29) 28. 1. Irregularidade longitudinal de pavimentos não reabilitados e avaliados em 1995 IRI = 2,8 + 0,38 P( I ) + 0,31 P(N) - 0,l6 P(S) + 0,09 x P( I ) x P(N) - 0,08 P ( I ) x P(S) R2 = 0,75 2. Deflexão máxima recuperável de pavimentos não reabilitados e avaliados em 1995 DEF = 56,0 + 8,7 P( I ) + 4,25 P(N) – 4,75 P(S) +1,81 x P( I )x P(S) R2 = 0,62 3. Irregularidade longitudinal de pavimentos reabilitados e avaliados em 1995 IRI = 2,37 + 0,12 P( I ) + 0,22 P(N) - 0,14P(S) R²= 0,81 4. Deflexão máxima recuperável de pavimentos reabilitados e avaliados em 1995 DEF = 47,2 + 2,2 P(I) + 3,81 P(N) - 2,7 P(S) +1,44 x P(N) x P(S) R2 = 0,83. P( I ). I 13 8. P N

(30). N 5u 10 4 10 5. P S

(31). S 5,5 2. (3). Onde: I = idade em anos; N = o número de solicitações do tráfego; S = número estrutural corrigido.. 2.4.2.2 Queiroz (1981). Desenvolveu modelos de previsão de desempenho a partir da base de dados levantada para a P1CR, iniciada em 1975 pela Empresa Brasileira de Planejamento de Transportes (GEIPOT, 1981). Os dados de campo utilizados provêm de trechos de pavimentos localizados na rede rodoviária existente nos estados de Goiás, Minas Gerais, São Paulo e Distrito Federal, Queiroz (1984)..

(32) 29. Foram desenvolvidos modelos, tanto empíricos quanto mecanísticos, de previsão de desempenho de pavimentos no Brasil. As variáveis dependentes consideradas no estudo foram: irregularidade longitudinal, trincamento e pequenos remendos, bem como profundidade das trilhas de roda. Os afundamentos das trilhas de roda observados foram, no entanto, muito pequenos, razão pela qual não foram desenvolvidas equações para previsão da profundidade das trilhas de roda nos pavimentos (QUEIROZ, 1984).. 2.4.2.3 Modelo empírico. Os modelos empíricos ou de regressão relacionam as variáveis dependentes (irregularidade longitudinal, trincas, deflexões...), que caracterizam a deterioração estrutural ou funcional do pavimento, com uma ou mais variáveis independentes como: tráfego, estrutura do pavimento, idade e condições climáticas. Os modelos empíricos são aplicáveis quando se dispõem de uma série histórica de dados e são formulados a partir de uma análise estatística de dados de desempenho levantados em pavimentos existentes. Os modelos de previsão da irregularidade longitudinal para pavimentos flexíveis foram desenvolvidos em função da idade do pavimento e do número equivalente de solicitações do eixo padrão, bem como de uma ou duas das seguintes variáveis estruturais: número estrutural corrigido e deflexão pela viga Benkelman.. 1. Equação que inclui o número estrutural. § log N · ¸ ¨ SNC ¹ © log QI = 1,478 - 0,138ER + 0,000795 A + 0,0224. 2. R2: 0,26. Onde: QI = quociente de irregularidade, em contagens/Km; A = idade do pavimento desde a construção ou reabilitação, em anos; SNC = número estrutural corrigido para a resistência do subleito. ER = variável indicadora do estado de reabilitação ER = O, como construído;. (4).

(33) 30. ER = 1, reabilitado; N = número equivalente acumulado de solicitações do eixo padrão de 80 kN, calculado pelo método da AASHTO;. 2. Equação incluindo deflexão pela viga Benkelman 5. QI = 21,8 - 7,52 ER + 5,16 TR + 0,515 A + 7,22 x 10 (B X logN)2 R2: 0,48. (5). Onde: TR = variável indicadora do tipo de revestimento TR = O, concreto asfáltico; TR = 1, tratamento superficial; B = deflexão pela viga Benkelman (0,01 mm);. 3. Equação incluindo número estrutural e deflexão pela viga Benkelman. § log N · ¸ +7,17 x 10-5 (B x QI = 12,63 - 5,16 ER + 3,31 TR + 0,393 A + 8,66 ¨ © SNC ¹. (6). log N)2 R2: 0,52. 4. Estimativa do N até o surgimento da primeira trinca (7) log N = 1,205 + 5,96 log SNC R2: 0,52. 5. Evolução do trincamento, equação incluindo deflexão pela viga Benkelman. (8) CR = -18,53 + 0,0456 x B x log N + 0,00501 x B x A x log N R2: 0,64.

(34) 31. Onde: CR = percentagem de área trincada do pavimento; 6. Evolução do trincamento, equação que inclui o número estrutural corrigido.. CR = -57,7 + 53,5. § log N · ¸ ¨ © SNC ¹. (9) + 0,313 x A x log N. R2: 0,345. Para a previsão das trincas nos pavimentos de concreto asfáltico, foram desenvolvidos dois tipos de modelos: de previsão do número equivalente de solicitações do eixo padrão de 80 kN até o surgimento da primeira trinca; de previsão da progressão do trincamento. Nesses dois tipos de modelos, considera-se que o pavimento não sofreu nenhum tipo de manutenção. O modelo para prever o surgimento de trincas no pavimento foi desenvolvido em termos do número estrutural corrigido. Para prever a percentagem de área trincada, são apresentadas equações, que, além da idade e do tráfego, incluem as variáveis independentes, como deflexão pela viga Benkelman e o número estrutural corrigido. Dessa forma, a seleção da equação poderá ser feita de acordo com as variáveis disponíveis.. 2.4.2.4 Modelo empírico-mecanístico. Os modelos empírico-mecanísticos desenvolvidos por Queiroz (1981) para a previsão da irregularidade longitudinal e do trincamento correlacionam efeitos estruturais (tensão, deformação específica e deslocamento) com as observações de campo. Para a obtenção desses modelos, três etapas principais foram seguidas, conforme apresentado por Queiroz (1984). 1. Caracterização das propriedades dos materiais do pavimento: suposição de um comportamento elástico linear, ou seja, as deflexões são linearmente proporcionais às cargas aplicadas;.